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微生物发酵生化过程中消泡剂的概述

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消泡剂具有消泡效果好,使用方便的优点。与机械消泡相比作用迅速,每次只需要加入很少的量,即可取得很好的消泡效果,并且对于泡沫的生成还具有抑制作用,尤其是化学合成的消泡剂,效率比天然油脂更高。目前,在发酵生产行业中主要使用的消泡有:天然油脂,高碳醇和酯类,聚醚类以及硅酮类。这些消泡剂在使用中表现的性能及对发酵生产的影响有着很大的差别。我国从20世纪50年代起就开始对发酵、造纸行业的消泡问题进行研究。在发酵生产中,早期主要使用的是天然油脂,如豆油、花生油等。60年代末研制聚醚类消泡剂,并最先使用于抗生素发酵的生产中。80年代后,各种新型的消泡剂相继出现,并推广到各个行业。各类消泡剂简介见表1。

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从表1中可以看出,消泡剂的作用效果除了与自身的性质有关外,还与发泡介质有着密切的关系,也就是说消泡剂具有很强的选择性。因此,根据不同的发酵过程,选择合适的消泡剂也是很重要的。如果消泡剂选择不当,不仅不能很好地完成消泡的目的,而且还会干扰微生物的生长繁殖或者影响代谢产物的积累。

在消泡剂使用的时候,通常不是单一地加入某种物质,还需要加入载体、乳化剂或展开剂等物质来辅助完成消泡的目的。单纯的有机硅本身没有消泡的能力,但是将其乳化后,表面张力迅速降低,使用很少的量即能达到很好的消泡和抑泡作用。可见,消泡剂中的其他辅助成分也是很关键的。另外,消泡剂使用时主要是诋其能够很快地分散,这样可以使消泡剂更快地发挥作用。在发酵工业生产中通常会采用以下几种方法:①通过机械搅拌,使消泡剂更易于分散在反应液中;②将浸泡剂与载体一超使用,使消泡剂溶于或分散于载体中,比如用聚氧丙烯甘油作消泡剂时,以豆油为载体的消泡增效作用明显;③多静消泡剂并用可增强消泡作用;④使用乳化荆增强消泡剂的消泡作用,如消泡剂聚氧丙烯甘油用吐温—80为乳化剂的增效作用可提高1—2倍。

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